Brewsterův úhel (též polarizační úhel) je úhel dopadu světla na optické rozhraní, při kterém dochází k úplné polarizaci odraženého světla. Při odrazu světla na povrchu dochází k alespoň částečné polarizaci téměř ve všech úhlech (kromě kolmého dopadu), ale pouze při dopadu pod Brewsterovým úhlem se odražené světlo polarizuje dokonale. Zbytek světla, které se láme a prochází do druhého optického prostředí, se i v Brewsterově úhlu polarizuje pouze částečně.
Pokud paprsek světla přichází horizontálně ze strany a odráží se na vertikálně orientované ploše (okno, atd.), odražený paprsek bude polarizován také vertikálně.
Historie Polarizací světla odrazem se zabýval již Etienne-Louis Malus (viz Malusův pokus) v roce 1808. Vzhledem k nedostatečné kvalitě používaných skel však nebyl schopen nalézt vztah mezi polarizačním úhlem a indexem lomu. V roce 1815 použil David Brewster kvalitnější materiály a výsledkem jeho experimentů bylo zavedení Brewsterova úhlu.
Formulace náhled|Dopad světla pod Brewsterovým úhlem. Odražený a lomený paprsek jsou na sebe kolmé. Odražený paprsek je polarizovaný kolmo na rovinu dopadu (rovina totožná s obrazovkou). Pokud paprsek světla dopadá na rozhraní dvou prostředí, pak se část dopadajícího světla odráží zpět do prvního prostředí a část se láme a přechází do prostředí druhého. Polarizace obou vzniklých paprsků se popisuje s pomocí Fresnelových rovnic. Z nich lze získat vztahy pro koeficienty odrazu pro obě polarizace (polarizace kolmá na rovinu dopadu), (polarizace leží v rovině odrazu): , kde je úhel dopadu (mezi dopadajícím paprskem a normálou rozhraní) a je úhel lomu (mezi lomeným paprskem a normálou rozhraní).
Při lomu světla na optickém rozhraní se (v idealizovaném případě) žádné světlo neabsorbuje. Rozhraní zkrátka pro jednu polarizaci odráží světlo o něco méně než pro druhou a veškeré světlo, které se neodrazí, projde do druhého prostředí. Pokud pro jistý úhel dopadu nastane rovnost , bude a jedna z polarizací se tak nebude odrážet vůbec. Takový úhel dopadu nazýváme Bresterův úhel a značí se .
V Brewsterově úhlu se však kolmá polarizace neodráží dokonale a nějaké světlo s touto polarizací projde (). Prošlé světlo se tak polarizuje jen částečně.
Pomocí Snellova zákona lze podmínku přepsat na rovnici , kde jsou indexy lomu obou prostředí.
Vlastnosti Je-li úhel dopadu roven Brewsterově úhlu, jsou odražený a lomený paprsek navzájem kolmé.
Lze dokázat, že při polarizaci lomem je lomený paprsek polarizován vždy pouze částečně. V lomeném paprsku bude vždy převládat polarizace ležící v rovině dopadu a stejně tak bude v odraženém paprsku vždy převládat polarizace kolmá na rovinu dopadu.
Související články Polarizace Fresnelovy rovnice Malusův pokus Odkazy Reference
Literatura
Externí odkazy
Kategorie:Elektromagnetismus Kategorie:Optika